PRIDOBIVANJE FULERENA Ceo Z NAPAREVANJEM
Dr. Jože Gasperič in Peter Venturini, Inštitut "Jožef Stefan", Jamova 39, 61111 Ljubljana
THE PRODUCTION OF FULLERENE Ceo BY VACUUM EVAPORATION Abstract
A new form of carbon molecules, fullerene Ceo. the method for the preparation by the evaporation in a high vacuum system and futher extraction processes are described.
Povzetek
V članku je predstavljena oblika ogljika, fuleren Ceo, metoda za njegovo pridobivanje z naparevanjem v visokovakuumskem sistemu ter nadaljnji proces ekstrakcije.
1 Uvod
Maja 1990 je bila odkrita nova oblika ogljika, to je molekula s 60 ogljikovimi atomi, Geo- Zdaj poznamo ogljik v treh vrstah, in sicer kot diamant, grafit in v najnovejši obliki, ki so jo imenovali fuleren po ameriškem arhitektu in filozofu R.Buckminstru Fullerju, ki je projektiral mogočno stavbo, ki spominja na zgradbo Ceo. Spominja pa tudi na nogometno žogo, zato se je molekuli Ceo prijelo ime "buckyball", saj je popolnoma okrogla, sestavljena iz 20 pravilnih šesterokotnikov in 12 peterokotnikov (sl.l).

Slika 1. Molekula Ceo
Odkrili so tudi fulerene s sedemdeset in več ogljikovimi atomi: C70, Cze. C78, C84, ... Vsem fulerenom je skupno, da so sestavljeni iz natanko 12 petčlenskih obročev ogljika, medtem ko je število šestčlenskih različno. Ugotovili so, da so skupki, v katerih je vsaj 32 ogljikovih atomov, že stabilne tvorbe, vendar manj kot sta Ceo in C70. Znani so že tudi nekateri derivati Ceo. Tako britanski raziskovalci poročajo, da so izdelali molekulo Ceo. pri kateri je bil vsak atom ogljika povezan 2 atomom fiuora (CeoFeo)-Ogljik in fluor namreč sestavljata teflon, zato pričakujejo, da bi bile te male teflonske kroglice lahko
in odlično mazivo ali kroglični ležaj. Možnosti različnih spojin, fuleridov, je ogromna. Morda se s tem odkritjem odpira nova smer v kemiji, tako velika, kot je organska kemija. Poleg kemijske vezave elementov na molekulo Ceo lahko v samo molekulo ali praznine med molekulami v kristalu vnesemo tudi druge elemente in s tem spreminjamo njene električne lastnosti. Molekula lahko postane izolator, prevodnik ali super-prevodnik. Prihodnost bo pokazala ali je odkritje res tako revolucionarno, kot se kaže sedaj.
Pred dobrim letom dni smo tudi pri nas, na Inštitutu Jožef Stefan, pridobili prvi fuleren Ceo v napravi, ki jo v nadaljnjem na kratko predstavljamo.
2 Metoda pridobivanja ogljika Ceo z naparevanjem
V naparevalniku (st. 2). katerega visokovakuumski sistem je klasične oblike, smo v vodno hlajeni komori naparevali čisti grafit, vendar ne v visokem vakuuma reda 10"® mbar, ki smo ga morali vedno najprej ustvariti, ampak v atmosferi izredno čistega helija pri tlaku 200 mbar. V komori sta dve grafitni elektrodi, ki sta priključeni na visokotokovni izvir. Ko se elektrodi dovolj približata, pride med njima do razelektritve, pri kateri se ogljik upari. Na ploščah ob hladni steni komore se je nabrala naparina - saje. Le to smo po končanem naparevanju mehansko odstranili. V napravi imanovani Soxhiet ekstraktor smo ločili v benzenu topna fulerena Ceo in C70 od fulerenov 2 večjim številom ogljikov atomov in saj, ki so v benzenu netop-ni. Čiste vzorce Ceo smo dobili s tekočinsko kromatografijo na aluminijevem oksidu s heksanom. Posneli smo Ramanske, IR, ÜV in masne spektre naših vzorcev. Spektri so pokazali, da nam je na opisan način uspelo pripraviti popolnoma čiste vzorce fulerena Ceo. Iz Ceo, pripravljenega pri nas, sin-tetiziramo derivate, za katere smatramo, da bi lahko imeli zanimive optične ali magnetne lastnosti
Slika 2. Visokovakuumski naparevalnik ogljika Ceo na Institutu "Jožef Stefan"